[发明专利]一种激光切割装置

说明书

一种激光切割装置，包括壳体、四分之一波片和透镜，四分之一波片和透镜均安装在壳体内，透镜包括依次排列的衍射锥透镜、第一透镜和第二透镜，其中衍射锥透镜更靠近四分之一波片，第一透镜和第二透镜组成一个双远心系统。本发明的激光切割装置可以用于不同厚度的透明材料加工，系统简单，成本低，装配简单。

技术领域

本发明涉及激光加工设备技术领域，具体涉及一种激光切割装置。

背景技术

激光切割属于热切割方法之一，是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。与其它常规加工方法相比，激光切割技术的精度高、切缝窄、切割面光滑、速度快、不损伤工件、适应性好，不受被切材料的硬度影响，不受工件外形的影响，可以对如塑料、木材、PVC、皮革、纺织品和有机玻璃等非金属进行切割加工，因此激光切割技术得到了广泛地推广和应用。

随着社会的发展，对材料加工的精密度、高效性提出了更高的需求。特别是IT产业的迅速发展，液晶显示器、手机全面屏等高科技电子产品应运而生，这些电子产品的制作过程中需要对大量玻璃进行精确的切割。现有技术中，用于玻璃加工的激光切割机构，一般仅能适用于特定厚度玻璃材料的切割，适配性较差，即一个装置只能适配同一个焦深，无法适配多个焦深；而且现有激光切割装置的整体结构尺寸冗长，结构复杂，一般包括多个透镜和物镜，使得生产成本较高，价格较贵。有鉴于此，本申请旨在提供一种适配多个焦深的激光切割装置，该切割装置具有加工效果好、结构紧凑和成本低的优点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种激光切割装置，该切割装置具有加工效果好、结构紧凑和成本低的优点。

本发明的技术方案是：一种激光切割装置，包括壳体、四分之一波片和透镜，四分之一波片和透镜均安装在壳体内，透镜包括依次排列的衍射锥透镜、第一透镜和第二透镜，其中衍射锥透镜更靠近四分之一波片，第一透镜和第二透镜组成一个双远心系统。

进一步的，四分之一波片由基片玻璃、保护玻璃和液晶分子膜层组成，其中基片玻璃位于中间，三者之间通过光学胶水粘贴在一起。

进一步的，四分之一波片中基片玻璃和保护玻璃的厚度为1.6mm ,液晶分子膜层的厚度为3um。

进一步的，衍射锥透镜由基片玻璃、保护玻璃和液晶分子膜层组成，其中基片玻璃位于中间，三者之间通过光学胶水粘贴在一起。

进一步的，衍射锥透镜中基片玻璃和保护玻璃的厚度为1.6mm ,液晶分子膜层的厚度为5um。

进一步的，四分之一波片与衍射锥透镜之间的距离根据实际情况进行调整。

进一步的，衍射锥透镜和第二透镜到第一透镜之间的距离均为一固定值。

进一步的，壳体为圆管状，壳体上设有外螺纹，通过外螺纹结构切割装置可方便的进行安装。

进一步的，衍射锥透镜、第一透镜和第二透镜之间可通过垫圈结构来保持固定的距离。

进一步的，第一透镜的有效距为150mm，尺寸为25.4mm，第二透镜的有效焦距为20mm，尺寸为25.4mm。

进一步的，衍射锥透镜采用微透镜阵列结构来实现其功能，使得衍射锥透镜为平板状，容易更换。

本发明的工作原理：通过四分之一波片将激光调整为左旋（右旋）圆偏振光，经过衍射锥透镜后产生会聚（发散）的环形光束，环形光束在某一段距离会进行叠加，产生准贝塞尔光束。然后通过双远心系统是将衍射锥透镜产生的贝塞尔光束进行转移，将准贝塞尔光束进行变换，转换为所需的焦深长度和光斑尺寸。

本发明中，衍射锥透镜中的液晶分子膜层中液晶的排列方式为圆形条纹状，如图2所示，

衍射锥透镜的相位计算如下：